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Zweiwagensteuerung für elektrisch betriebene Fahrzeuge Für die gleichzeitige
Steuerung von zwei oder mehr gleichartigen"elektrischbetriabenen Fahrzeugen von
einem Führerstande eines der Fahrzeuge aus sind verschiedene Anordnungen bekanntgeworden,
die aber alle eine größere Anzahl von die Fahrzeuge verbindenden Steuerleitungen
benötigen, um die Betriebsverhältnisse der Triebmotoren der einzelnen Fahrzeuge
gleichmäßig zu gestalten. Dieses gilt auch für Fahrzeuge, bei denen die Triebmotoren
durch ein Schaltwerk z. B. Nockenschaltwerk oder Schlittenschalter, gesteuert werden
und bei denen das Schaltwerk durch eihen Hilfsmotor (z. B. Elektromotor, Druckluftmotor
oder Druckluftzylinderpaar) aufwärts und abwärts geschaltet wird. Das Aufwärtsschalten
und Abw ärtsschalten solcher Steuerungen wird nun fast immer durch zwei elektromagnetische
Steuerschalter oder durch zwei elektropneumatische Steuerventile und Druckzylinder
in jedem Fahrzeug veranlaßt, die von dem jeweils besetzten Führerstande aus für
die einzelnen Fahrzeuge gesteuert werden. .
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Es ist bereits eine Steuerung vorgeschlagen worden, bei welcher die
Motoren des führenden Wagens durch Schütze und die des geführten Wagens durch ein
Schaltwerk gesteuert werden. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Spannung an
den Motoren des führenden Wagens mit einer die Stellung des Schaltwerkes des geführten
Wagens angebenden Spannung-verglichen wird; solange ein Spannungsunterschied besteht,
ist durch einen den Spannungsunterschied messenden Schalter der Schaltwerksantrieb
angesteuert, so daß er das Schaltwerk in diejenige Lage bewegt, welche der Stellung
der Schützensteuerung im führenden Wagen entspricht. Hierdurch ist aber nicht verhindert,
daß die Motoren des führenden Wagens eine viel höhere Spannung erhalten als die
des geführten Wagens, so daß erhebliche Ungleichmäßigkeiten in der Belastung eintreten
können.
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Weiterhin wurde eine Mehrwagensteuerung für elektrisch betriebene
Fahrzeuge vorgeschlagen, deren Triebmotoren durch Schaltwerke geregelt werden, wobei
die Steuer, stromzuführung zu den Schaltwerken durch Schalter unterbrochen werden
kann und wobei bei einem Wegunterschied zwischen den Schaltwerken der Steuerstrom
selbsttätig unterbrochen ist. Mit dieser Steuerung wird bezweckt, die Schrittbewegungen
aller Schaltwerke synchron auszuführen. Der synchrone Lauf wird dabei von einem
einzigen Fortschaltrelais im Führerwagen überwacht, welches das Führerschaltwerk
zur Einleitung eines neuen Schrittes stets erst dann freigibt, wenn sämtliche Schaltwerke
den begonnenen Schritt vollendet haben und der Anlaßstrom auf einen zulässigen Wert
gesunken ist. Bei der vorgeschlagenen Steuerung sind jedoch
zur
Kupplung der einzelnen Schaltwerke der verschiedenen Fahrzeuge fünf Leitungen erforderlich.
Ein weiterer Nachteil ist die Verwendung einer. besonderen Steuerstromquelle, die
Höhe der Steuerspannung hat also in bezug auf Steuerimpulse überhaupt keinen Einfluß.
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Die angeführten Nachteile vermeidet die erfindungsgemäße Zweiwagensteuerung
für elektrisch betriebene Fahrzeuge, deren Triebmotorspannung durch von dem Spannungsunterschied
der Triebmooren gesteuerte Schaltwerke geregelt und bei. denen der Gleichlauf der
Schaltwerke in den verschiedenen Fahrzeugen mit Hilfe von höchstens zwei Kupplungsleitungen
zwischen den Fahrzeugen erzielt wird, wobei die Stromzuführung zu den Schaltwerken
durch Schalter unterbrochen werden kann.
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Dnes wird dadurch erreicht, daß bei einem Wegunterschied zwischen
den Schaltwerken in Abhängigkeit von dem dadurch bedingten Spannungsunterschied
der Triebmotoren der Schalter des voreilenden Schaltwerkes den Steuerstrom selbsttätig
unterbricht. Läuft also das eine oder andere Schaltwerk den anderen voraus, so wird
die Stromzuführung zu der entsprechenden Steuerspule dieses Schaltwerkes unterbrochen,
bis die anderen Schaltwerke nachgekommen sind und wieder gleiche Einstellung der
Schaltwerke in den Fahrzeugen und damit wieder gleiche Spannung der Triebmotoren
erreicht ist.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i und 2 eine Ausführungsform mit zwei Kupplungsleitungen
und Abb. 3 und 4 eine Ausführungsform mit nur einer Kupplungsleitung.
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In der Abb. i bedeutet i die Sekundärwicklung des Transformators in
dem ersten Fahrzeug, 2 die Sekundärwicklung des Transformators in dem zweiten Fahrzeug;
3 stellt den Triebmotor in dem ersten Fahrzeug, 4 den Triebmotor im zweiten Fahrzeug
dar, während 5 und 6 Kontakte sind, durch welche die Motoren 3 bzw. q. an die verschiedenen
Spannungen der Transformatoren i bzw. 2 gelegt werden. Die Hilfsmotoren für die
Steuerung dieser Kontakte 5 und 6 werden- durch elektromagnetische Schalter oder
elektropneumatische Ventile betätigt, die in der Zeichnung mit 7 und 8 für das erste
Fahrzeug, mit g und iö für das zweite Fahrzeug bezeichnet sind. Der Antrieb der
Kontakte und die Hilfsmotoren sind als bekannt in der Zeichnung nicht. dargestellt;
desgleichen auch nicht die Führerschalter, mit deren Hilfe die Spulen 7 und 8 bzw.
g und io gesteuert werden. Die Stromzuleitungen zu diesen Spulen können durch Kontakte
i i und 12, 13 und 14 unterbrochen werden. Diese Unterbrechung wird durch j e einen
Hebel für jeden der Kontakte z i bis 14 bewerkstelligt. In jedem Fahrzeuge befinden
sich also zwei solcher Hebel.
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Jeder dieser zur Unterbrechung der Kontakte i i bis 14 dienenden Hebel
ist mit zwei einander entgegenwirkenden Magneten verbunden, deren Spulen mit den
Ziffern 15 bis 22 bezeichnet sind. Die Elektromagnete 16, 18, ao und 22 halten,
durch je eine Feder 23 bis 26 unterstützt, die Kontakte i i bis 14 geschlossen;
Anschläge 27 bis 30 verhindern hierbei eine Beschädigung der Kontakte. Die
Elektromagnete 15, 17, 1g und 21, die den Magneten 16, 18, 2o und 22 entgegenwirken,
können bei genügend starker Erregung die Kontakte 11, 12, 13 und 14 öffnen. Bemerkt
sei noch, daß bei Erregung der Steuerspulen 7 und g die Spannung an den Triebmotoren
erhöht, bei Erregung der Steuerspulen 8 und 1o die Spannung an den Triebmotoren
erniedrigt wird. Die Schaltanordnung arbeitet nun wie folgt: Die Elektromagnetspule
15 liegt an der Spannung des Triebmotors 3, während die Elektromagnetspule 16 an
der Spannung des Triebmotors 4 liegt. Solange beide Triebmotoren gleiche Spannung
haben, ist die Feldstärke beider Magneten die gleiche, so daß der Kontakt i i, unterstützt
durch die Feder 23,, geschlossen bleibt. Wird durch ungl.eichmäßiigen Lauf der Schaltwerke
die Spannung an dem Triebmotor 3 um eine Stufe gegenüber dem Triebmotor 4 erhöht,
so liegt an der Elektromagnetspule 15 eine höhere Spannung als an der Spule 16,
wodurch, bei entsprechender Abstimmung des Schalters, jetzt der Kontakt i i geöffnet
wird. Die Stromzuführung zur Steuerspule 7 wird damit unterbrochen und das Schaltwerk,
welches die Kontakte 5 steuert, angehalten.
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Ein Verfolg der Anschlüsse zu den anderen drei Schaltern zeigt, daß
bei höherer Spannung am Triebmotor 3 der Kontakt 12 für Abwärtsschalten am ersten
Fahrzeug geschlossen bleibt, da hier der Elektromagnet 18, der in der Schließrichtung
des Schalters wirkt, an der höheren Spannung, nämlich der Klemmenspannung des Motors
3, liegt. Aus dem gleichen Grunde bleibt auch der Kontakt 13 für Aufwärtsschalten
am zweiten Fahrzeuge geschlossen, während der Kontakt 14 für Abwärtsschalten im
zweiten Fahrzeuge, da sein Öffnungselektromagnet 2i ebenfalls an der höheren Spannung
des Triebmotors 3 liegt, geöffnet wird.
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Wird nun also der Führerschalter eine Stellung nach aufwärts geschaltet,
so schaltet das Schaltwerk mit den Kontakten 6 zunächst um eine Stellung nach oben,
während das Schaltwerk mit den Kontakten 5 stillsteht, so
daß wieder
Spannungsgleichheit der beiden Triebmotoren 3 und 4 hergestellt wird. Wird dagegen
der Fahrschalter um eine Stellung abwärts bewegt, so schaltet das Schaltwerk mit
den Kontakten 5 zunächst um eine Stufe abwärts; die Kontakte 6, deren Abwärtssteuerspule
io durch den geöffneten Kontakt 14 ausgeschaltet ist, werden aber nicht gesteuert,
so daß ebenfalls wieder Spannungsgleichheit hergestellt wird. Für diese Schaltanordnung
sind also, wie die Abb. i erkennen läßt, nur zwei durchgehende Kupplungsleitungen
31 und 32 zwischen den beiden Fahrzeugen erforderlich.
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Die Erregung für die Betätigung der Magnetspulen kann auch an Stelle
der direkten Entnahme zwischen Triebmotor und Ausgleichdrossel, wie die Abb. i zeigt,
über Stromwandler 33 und 34 entnommen werden, wie in Abb. 2 dargestellt.
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Ungleicher Lauf der Schaltwerke kann dem Führer dadurch sichtbar gemacht
werden, daß ein voltmeterartiges Instrument35 in jedem Führerstand zwischen die
beiden Steuerleitungen 31 und 32 gelegt ist. Dieses Instrument steht bei gleicher
Spannung an beiden Triebmotoren 3 und 4 in der Nullage und schlägt aus, sobald eines
der Schaltwerke vorausläuft.
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Wird beim Durchfahren eines Gefälles der Fahrschalter gleich auf eine
höhere Fahrstufe eingeschaltet und sollte nun eines der Schaltwerke schneller laufen
als das andere, so wird das schneller laufende Schaltwerk, sobald es eine höhere
Schaltstufe als das andere erreicht hat, angehalten und so lange stillgesetzt, bis
das zweite Schaltwerk die verlorene Stufe wieder nachgeholt hat.
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Die Abb. 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,
bei welcher sogar nur eine Kupplungsleitung zwischen den Fahrzeugen erforderlich
ist. Die aus der Abb. i bekannten Elemente sind mit Bezugszahlen versehen, welche
sich von den entsprechenden Zahlen der Abb. i um ioo unterscheiden. Die Sekundärwicklungen
i und 2 z. B. sind in Abb. 3 mit ioi bzw. 102 bezeichnet.
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Jeder der Kontakte i i i bis 114 ist von einem Elektromagnet beeinflußt,
auf dessen Kern je zwei Spulen sitzen, die mit 145, 146, 147 und 148 bzw. 149,
150, 151 und 152 bezeichnet sind. In der Ruhelage halten die Schalter die
Kontakte i i i bis 114 mittels der Federn 123 bis 126 geschlossen. Die Spulen 145
bis 1.18 sind je an eine feste Transformatorspannung, z. B. Zoo Volt, gelegt. Bei
Erregung dieser Spulen sind die Elektromagnete jedoch noch nicht imstande, die Schalter
entgegen der Kraft der Federn zu öffnen. Die auf den Magnetkernen sitzenden zweiten
Spulen 149 bis 152 sind hintereinandergeschaltet und an die Spannungen der Triebmotoren
103 und 104 gelegt. Bei Spannungsgleichheit an beiden Motoren fließt also durch
die Spulen 149 bis r52 kein Strom und die Schalter bleiben, da nur die Spulen 145
bis 148 erregt sind, geschlossen. Sobald nun eines der Schaltwerke vorausgeeilt
ist, beispielsweise das Schaltwerk mit den Kontakten 105, so erhält der Triebmotor
103 eine höhere Spannung als der Triebmotor 104, und die in Reihe geschalteten
Spulen 149 bis 152 werden von einem Strom durchflossen, dessen Größe von der Spannungsdifferenz
zwischen beiden Triebmotoren abhängt. Diese Spannung ist beim Vorauslaufen eines
Schaltwerkes gleich der Spannung einer Schaltstufe. Die Spulen 149 bis 152 sind
nun so angeschlossen, daß bei Spannungserhöhung am Triebmotor 1o3 die Amperewindungen
der Spule 149 sich zu denen der Spule 145 addieren, so daß der Kontakt i i i geöffnet,
damit der Strom in der Steuerspule io7 unterbrochen und die weitere Aufwärtsschaltung
des Schaltwerkes verhindert wird. Die Amperewindungen in der Spule i5o wirken denen
der Spule 146 entgegen, der Kontakt 112 bleibt daher geschlossen; ebenso wird durch
Addition der Amperewindungen 148 und 152 der Kontakt 114 geöffnet und damit der
Strom in der Abwärtsschaltspule iio unterbrochen, während der Kontakt 113 geschlossen
bleibt.
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Das Schaltwerk mit den Kontakten io5 wird also so lange angehalten,
bis das Schaltwerk mit den Kontakten io6 um die eine verlorene Schaltstufe nachgekommen
ist. Ist auf einer bestimmten eingestellten Schaltstufe gerade die ungleiche Stellung
der Schaltwerke eingetreten, so wird beim Zurückschalten das Schaltwerk mit den
Kontakten io5 zunächst um eine Stufe allein zurücklaufen, so daß die Spannungsgleichheit
an den Motoren 103 und 104 wieder erreicht wird. Alsdann würden beide Schaltwerke
gleichmäßig abwärts laufen. Für diese Art der Schaltwerksregulierung ist, wie die
Abb. 3 erkennen läßt, nur eine durchgehende Steuerleitung 141 erforderlich.
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Um den ungleichen Lauf der Schaltwerke dem Führer sichtbar zu machen,
können bei dieser Anordnung in jedem FZihrerschalter amperemeterartige Instrumente
142 angebracht werden, die mit den Spulen 149 bis 152 in Reihe geschaltet sind.
Bei Spannungsgleichheit an beiden Triebmotoren, wenn also kein Strom durch die Leitung
141 fließt, bleiben die Zeiger der Instrumente 142 in ihrer Nullage. Sobald ein
Schaltwerk vorläuft, fließt durch die Leitung 141 Strom, und die Instrumente 142
schlagen aus.
In dem beschriebenen Beispiel ist Reihenschaltung
der Spulen t49 bis 152 angenommen worden. Gegebenenfalls können auch jeweils zwei
Spulen, und zwar die Spulen 149 und 15o sowie die Spulen 151 und 152, parallel geschaltet
werden, wodurch sich an der Wirkungsweise nichts ändert und auch nur eine Steuerleitung
141 zwischen den einzelnen Fahrzeugen erforderlich ist.
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Die Erregung für die Betätigung der Magnetspulen 149 bis 152 kann
man, wie auch bei dem vorigen Ausführungsbeispiel bereits erwähnt, anstatt sie direkt
zwischen Triebmotor und Ausgleichsdrossel zu entnehmen, auch über Stromwandler 133,
134 in den Motorkreisen erhalten, wie in Abb.4 beispielsweise dargestellt.
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Die im vorstehenden beschriebene Schaltung eignet sich sowohl für
Triebwagen als auch für elektrische Lokomotiven.